L’industrie métallurgique utilise des bouchons ou des fonds avec différents types de profils. Dans cet article, nous expliquons l’utilisation des plus fréquentes ainsi que leurs critères de sélection.

INTRODUCTION

Il suffit de se promener dans un supermarché avec un esprit observateur, pour remarquer la variété des formes qui présentent le fond des récipients qui s’empilent sur les étagères. Il y a des moulages plats ou presque plats, ou avec une quantité considérable de moulages concentriques. Une question peut se poser : à quoi servent ces moulages ? Ils ne sont certainement pas fabriqués au gré du fabricant.

Bien que dans certains cas isolés, ils puissent n’avoir qu’un but décoratif, dans la plupart des cas, ils ont une fonction spécifique qui se traduit par l’amélioration des propriétés physiques – on pourrait dire mécaniques – de l’emballage. Par conséquent, lorsqu’il s’agit de définir un récipient, l’une des décisions à prendre consiste à déterminer le profil des couvercles/fonds qui conviennent à votre cas.

Les profils du couvercle et du fond d’un récipient ont l’importante tâche de lui permettre de s’adapter adéquatement aux conditions de pression ou de vide à l’intérieur, qu’il supporte tout au long de ses différentes étapes d’utilisation (remplissage, stérilisation, stockage…).

LES ÉLÉMENTS D’UN PROFIL

Avant de passer à l’analyse des différents profils utilisables, commençons par définir les différents éléments qui composent un profil. La figure 1 montre les éléments typiques qui la déterminent.

Figure 1

Un fonds se compose de deux parties principales :

A.- Aile. C’est la zone qui sera intégrée dans la fermeture. Ce n’est pas l’objet de ce travail

B.-
Profil
. Domaine sur lequel nous allons concentrer notre attention.

Dans le profil que vous pouvez trouver :

1.-
Anneaux d’expansion
aussi appelés anneaux d’expansion. Ils ont une forme géométrique semi-toroidale. Sa fonction de base est de donner de l’élasticité au fond. En d’autres termes, ils produisent un effet de « ressort » en présence d’une différence de pression importante entre l’intérieur et l’extérieur du récipient. Cela se matérialise par une déformation de l’anneau, qui le fait basculer sur son bord extérieur, vers l’intérieur ou vers l’extérieur. Lorsqu’il y a plusieurs anneaux à la suite, leur effet est concaténé. En bref, ce sont des éléments conçus pour se déformer facilement dans le cadre d’une action extérieure.

2.-
Gradients
– ou de marches -, sous forme de marches. Son but est d’augmenter la résistance mécanique du profil. En d’autres termes, il améliore sa résistance à la déformation sous l’effet de contraintes internes ou externes. Pour l’augmenter, plusieurs peuvent également être présentés en continu. En bref, leur but est de rester inaltérés face à l’action extérieure.

3.-
Panneau central
. C’est la partie intérieure du profil, où ne sont généralement pas placés des anneaux ou des gradients, c’est-à-dire qu’elle complète la surface du fond qui n’a pas été occupée par eux. Il peut être plat ou incurvé avec un très grand rayon. Il est généralement utilisé pour placer des gravures ou des impressions avec des codes ou des textes légaux, tels que la date de péremption du produit ou le pays d’origine de la conserve.

TYPES DE PROFILS

La forme du profil est toujours liée à l’utilisation du récipient, tant du point de vue du contenu que du processus de remplissage industriel.

1º – En fonction exclusivement de leur forme géométrique, nous pourrions classer les profils en deux groupes :

a.- Indéformables: Ils sont constitués d’une série de pentes, en forme d’escalier. Voir figure nº 2. Ils sont très rigides. Ils ont une grande résistance à la pression interne ou au vide, sans aucun signe de déformation dans le bas. En raison de leur plus grande profondeur, à hauteur de conteneur identique, ils réduisent leur capacité par rapport à d’autres types.

Figure 2

Ils présentent l’inconvénient que s’ils résistent à une pression – ou à un vide – supérieure à leur limite de résistance à la déformation, ils se déforment de manière permanente en formant des pics, ce qui rend le récipient inimprimable.

b.- Déformables: ils ont plusieurs anneaux d’expansion. Voir figure nº 3. Ils sont élastiques. Lorsqu’ils résistent à la pression interne, ils se déforment rapidement vers l’extérieur, en s’élevant avec souplesse. Cela augmente légèrement son volume.

Figure 3

Au contraire, si le conteneur présente un certain degré de vide à l’intérieur, le profil se rétrécit, ce qui réduit sa capacité.

Ces déformations disparaissent lorsque la pression ou le vide est réduit, et bien qu’elles restent résiduelles, elles ne donnent pas un mauvais aspect au récipient, car elles passent inaperçues.

La capacité plus ou moins grande de déformation élastique est atteinte :

– Augmenter ou diminuer le nombre d’anneaux.

– Selon la forme de l’anneau. Ainsi, par exemple, avec les mêmes anneaux, le bas de la figure n° 3 est plus déformable que celui de la figure n° 4, exclusivement en raison de la forme des anneaux. Dans le premier cas, les anches ont une configuration asymétrique – formée de plusieurs rayons différents – et dans le second cas, une configuration symétrique – un seul rayon.

En général, il n’existe pas de profils purement indéformables ou déformables, car les profils déformables sont toujours légèrement indéformables et vice versa.

Le cas le plus fréquent est de combiner dans un même profil, des anneaux et des gradients, ce qui donne un profil mixte, qui s’adapte bien à différentes situations d’emballage. Voir figure nº 5

Figure 5

2º – Selon leur utilisation, différents types de profils sont utilisés. Une première classification, selon ce critère, serait :

a.- Pour les produits qui ne seront pas soumis à un processus de stérilisation. Par exemple, les produits industriels (solvants, peintures, huiles) ou destinés à la consommation humaine (huiles végétales, sirops…). Pour ces utilisations, les boîtes ne sont pas soumises à de fortes variations de température et de pression. Dans ce cas, l’utilisation de profils non déformables ou même de fonds à profil totalement plat est appropriée. Voir figure nº 6

Figure 6

b.- Pour les aliments transformés : le choix du profil dépendra de deux facteurs : 1) les propriétés du produit à contenir et 2) les caractéristiques du procédé.

Il existe des produits qui ont un coefficient de dilatation élevé lorsqu’ils sont chauffés. Par conséquent, leur volume augmente lorsqu’ils sont soumis à des températures élevées pendant le processus. En revanche, comme on le sait, il n’est pas conseillé de laisser un espace de tête trop important – un espace vide en haut du récipient après le remplissage – de sorte que c’est le couvercle et le fond qui doivent être déformés pour augmenter temporairement la capacité du récipient et ainsi absorber l’augmentation de volume. Il est clair que dans ce cas, il est nécessaire d’utiliser des profils aussi déformables que possible. Un exemple typique est le conditionnement des aliments pour animaux ou des foigras. Voir la figure nº 7 où des anches asymétriques de différentes tailles sont combinées à un large gradient qui leur confère également une certaine élasticité.

Figure 7

Les poissons conditionnés dans l’huile – le thon – ne présentent pas ce problème, car leur expansion est faible, mais dans ce cas, la consommation d’huile devient un concept à prendre en compte. Pour cette raison, on utilise davantage de profils non déformables, de type mixte, qui réduisent la consommation de pétrole en diminuant leur volume, toujours dans les limites des tolérances établies par la législation sur la capacité. Voir figure n° 8

Figure 8

De cette façon, nous pourrions considérer chaque type d’aliment et, en fonction de ses propriétés, déterminer le profil. Dans la pratique, cela ne se fait pas. Chaque fabricant dispose de quelques profils de types différents, bien expérimentés, qui lui permettent de couvrir tous vos besoins.

Les paramètres du processus influencent également le choix du type de profil. Ce n’est pas la même chose dans un autoclave ouvert que dans un autoclave fermé avec un bon système de contrôle de la pression. Pour un même produit, dans le premier cas, les conditions mécaniques des fonds doivent être bien meilleures que dans le second cas. Cela signifie qu’ils doivent être très déformables.

Il est très courant de générer un vide interne par différents moyens (remplissage à chaud, utilisation de vapeur, etc.). Ce vide se manifeste lorsque le conteneur a terminé le processus et qu’il est stocké. Plus cet écart est important, plus le profil doit être flexible pour s’y adapter, afin d’éviter la présence de pics dans le panel.

c.- Parfois, le choix d’un profil peut être sans rapport avec le produit et le processus. Il s’agit simplement de l’intention d’augmenter ou de diminuer le volume net d’un conteneur, sans modifier sa hauteur. Comme déjà mentionné, à la même hauteur, un profil non déformable réduit la capacité, et un profil déformable peut l’augmenter. Ainsi, par exemple, le profil déformable de la figure n° 9, qui dans son panneau central atteint le niveau de la fermeture, est un cas typique de cette dernière. Ce type de fond est utilisé dans les boîtes de conserve de légumes.

Figure 9

Les couvercles faciles à ouvrir comportent un panneau central plat, avec une légère inclinaison (peu profonde). On pourrait donc les classer comme indéformables, et donc avec un risque d’apparition de pics dans l’autoclave. Cette forme est imposée par les besoins constructifs du couvercle lui-même.

Les récipients qui utilisent ce type de fermeture, qui sont aujourd’hui majoritaires, utilisent des fonds dont le profil dépend de l’utilisation du récipient. Si, par exemple, il était nécessaire d’utiliser des déformables, il en résulterait un déséquilibre dans la performance du couvercle par rapport au fond. Cela signifie qu’il est nécessaire d’utiliser des équipements de traitement – des autoclaves – avec une meilleure qualité de contrôle des processus.

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